蝸輪箱i的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計畢業(yè)論文

PAGEIIPAGEI本科畢業(yè)設(shè)計（論文）蝸輪箱=1\*ROMANI的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：院（系）：機(jī)電工程學(xué)院年級專業(yè)：指導(dǎo)教師：二〇〇九年六月摘要蝸輪箱=1\*ROMANI的工藝規(guī)程和夾具設(shè)計是一個貼近實際的畢業(yè)設(shè)計。該零件結(jié)構(gòu)有一定復(fù)雜性，有兩個主軸孔，并且有底面的大平面，因此零件毛坯采用灰鑄鐵鑄造成形，箱體零件是一種典型零件，因此其加工工藝規(guī)程和夾具設(shè)計也具有典型性。在加工過程中，采用先面后孔的加工路線，以保證工件的定位基準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確。為了消除由粗加工所造成的內(nèi)應(yīng)力、切削力、夾緊力和切削熱對加工精度的影響，整個工藝過程中主要是先加工基準(zhǔn)面，在加工其他的平面和孔，達(dá)到零件圖上的要求。對各平面加工時，首先是考慮定位，以保證平面的尺寸精度、相互位置精度和表面粗糙度，同時提高了生產(chǎn)率。箱體零件的軸孔是箱體零件的關(guān)鍵，因此我采用專用夾具——臥式鏜床鏜孔來保證各孔系的尺寸精度、平行度、同軸度等要求，對其他的油孔、螺紋孔、緊固孔的加工可放到最后進(jìn)行。蝸輪箱=1\*ROMANI的主要加工部位為兩端面和軸孔。為了滿足零件要求，采用專用銑床夾具和鏜床夾具來進(jìn)行加工，將大大提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率。關(guān)鍵詞：夾具，鏜模，余量，誤差，精度PAGE1ABSTRACTIwormmetheprocessoforderandfixturedesignisagraduateclosetotheactualdesign.Partsofthestructureofacertaincomplexity,therearetwospindlehole,andalargeflatbottom,sopartsofroughformingagrayironfoundry,cabinetpartsisatypicalparts,soitsprocessingproceduresandfixturedesignalsohastypical.Intheprocess,usingsurfaceafterthefirstholeoftheprocessingline,toensurethattheworkpiecepositioningbenchmarkunifiedandaccurate.Inordertoeliminatetheroughcausedbystress,cuttingforce,theclampingforceandcuttingheatontheaccuracyofprocessing,thewholeprocessisthefirstmajorprocessingbaselevel,intheprocessingoftheplaneandtheotherhole,reachingpartsofthemapRequirements.

Ontheplaneprocessing,thefirstistoconsiderpositioning,toensurethattheplanethesizeofaccuracy,precisionandlocationofeachothersurfaceroughness,whileimprovingproductivity.Partsofthebox-axisisthekeypartsbox,soIusedspecialfixture-Boringhorizontalboringmachinetoensuretheaccuracyofthesizeofthehole,parallel,coaxial,andotherrequirementsonotherhole,threadHole,fasteningholesintothefinalprocessingcanbecarriedout.

Iwormmethemainprocessingsitesatbothendsoftheshaftandthehole.Tomeettherequirementsofspareparts,usedformillingandboringmachinefixturefixtureforprocessing,willgreatlyimproveproductqualityandproductivity.Keywords:fixture,boringmode,marginoferror,coaPAGEIII目錄5.1鏜主軸孔夾具設(shè)計 255.2.2定位方案及定位元件設(shè)計 265.2.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計 265.2.4夾具體的設(shè)計 265.2.5鏜套，襯套的設(shè)計 265.2.6定位元件的設(shè)計 285.2.7定位誤差分析 305.2.8鏜削力與夾緊力計算 315.2.9夾具精度的計算 315.2.10夾具操作的簡要說明 326結(jié)論 41致謝 43PAGE11蝸輪箱Ⅰ加工工藝規(guī)程設(shè)計1.1零件的分析1.1.1零件的作用題目給出的零件是蝸輪箱=1\*ROMANI。蝸輪箱箱體的主要作用是支承各傳動軸，保證各軸之間的中心距及平行度，并保證蝸輪箱各部件的正確安裝。因此蝸輪箱箱體零件的加工質(zhì)量，不但直接影響箱體內(nèi)各個部件的裝配精度和運(yùn)動精度，而且還會影響工作精度、使用性能和壽命。蝸輪箱安裝軸主要是實現(xiàn)能量的傳遞。在兩個軸的端面都有擋蓋，兩個軸相互垂直安裝，前后端面支承孔、左右端面支撐孔用以安裝傳動軸，實現(xiàn)其能量傳遞。1.1.2零件的工藝分析由蝸輪箱零件圖可知：這是一個簿壁殼體零件，它的外表面上有六個平面需要進(jìn)行加工，支承孔系在分別在前后和左右端面上。此外各表面上還需加工一系列螺紋孔。因此可將其分為三組加工表面。它們相互間有一定的位置要求?，F(xiàn)分析如下：（1）以頂面為主要加工表面，這一組加工表面包括：頂面的銑削加工；M20螺紋孔的鉆和攻絲。其中頂面有表面粗糙度要求為，螺紋孔因為是安裝吊環(huán)的，精度要求不是很高。（2）以底面為主要加工表面，這一組加工表面包括：底面的銑削加工；鉆PAGE12PAGE2的工藝孔，因為底面和工藝孔都要作為以后加工面的定位基準(zhǔn)，所以精度要求高，底面需要精銑，工藝孔則需要鉸。（3）以、兩個相互垂直的支承孔為主要加工表面。這一組加工表面包括：鏜、和1個的孔；另外還有一個長120mm的內(nèi)表面，尺寸為的與孔軸線相垂直的前后端面；前后端面上有的螺孔，以及1個的油孔；尺寸為278mm與孔軸線垂直的左右端面，端面上有的螺紋孔，除此就是前后端面的銑削和左右端面的車削。其中前端面有表面粗糙度要求為，后端面有粗糙度要求為3，左右端面有表面粗糙度要求為，和的螺紋孔都要求均布在圓周上，尺寸圓周表面要求粗糙度為，鏜的這三個孔的內(nèi)表面的粗糙度要求為，并和兩個孔的中心線有尺寸要求為，而且這兩個控的圓度公差要求0.015mm。1.2零件加工的主要問題和工藝過程設(shè)計所應(yīng)采取的相應(yīng)措施由以上分析可知。該零件的主要加工表面是平面及孔系。一般來說，保證平面的加工精度要比保證孔系的加工精度容易。因此，對于蝸輪箱=1\*ROMANI來說，加工過程中的主要問題是保證孔的尺寸精度及位置精度，處理好孔和平面之間的相互關(guān)系。由于生產(chǎn)量也相當(dāng)大，怎樣滿足生產(chǎn)率要求也是蝸輪箱=1\*ROMANI加工過程中的主要考慮因素。1.2.1孔和平面的加工順序箱體零件的加工應(yīng)遵循先面后孔的原則：即先加工箱體上的基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位加工其他平面。然后再加工孔系。蝸輪箱=1\*ROMANI箱體的加工自然應(yīng)遵循這個原則。這是因為平面的面積大，用平面定位可以確保定位可靠夾緊牢固，因而容易保證孔的加工精度。其次，先加工平面可以先切去鑄件表面的凹凸不平。為提高孔的加工精度創(chuàng)造條件，便于對刀及調(diào)整，也有利于保護(hù)刀具。蝸輪箱=1\*ROMANI零件的加工工藝應(yīng)遵循粗先加工基準(zhǔn)面的原則，將孔與平面的加工明確劃分成粗加工和精加工階段以保證孔系加工精度。這樣處理還有一個好處就是在粗加工以后零件表面有應(yīng)力集中的現(xiàn)象，粗精分開可以在粗加工以后進(jìn)行熱處理以消除應(yīng)力。1.2.2孔系加工方案選擇蝸輪箱=1\*ROMANI孔系加工方案，應(yīng)選擇能夠滿足孔系加工精度要求的加工方法及設(shè)備。除了從加工精度和加工效率兩方面考慮以外，也要適當(dāng)考慮經(jīng)濟(jì)因素。在滿足精度要求及生產(chǎn)率的條件下，應(yīng)選擇最經(jīng)濟(jì)的機(jī)床。根據(jù)蝸輪箱=1\*ROMANI零件圖所示的精度要求和生產(chǎn)率要求，當(dāng)前應(yīng)選用在組合機(jī)床上用鏜模法鏜孔較為適宜。（1）用鏜模法鏜孔在大批量生產(chǎn)中，蝸輪箱=1\*ROMANI箱體孔系加工一般都在組合鏜床上采用鏜模法進(jìn)行加工。鏜模夾具是按照工件孔系的加工要求設(shè)計制造的。當(dāng)鏜刀桿通過鏜套的引導(dǎo)進(jìn)行鏜孔時，鏜模的精度就直接保證了關(guān)鍵孔系的精度。采用鏜?？梢源蟠蟮靥岣吖に囅到y(tǒng)的剛度和抗振性。因此，可以用幾把刀同時加工。所以生產(chǎn)效率很高。但鏜模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本較高，且由于鏜模的制造和裝配誤差、鏜模在機(jī)床上的安裝誤差、鏜桿和鏜套的磨損等原因。用鏜模加工孔系所能獲得的加工精度也受到一定限制。（2）用臥式鏜孔在現(xiàn)代生產(chǎn)中，不僅要求產(chǎn)品的生產(chǎn)率高，而且要求能夠?qū)崿F(xiàn)大批量、多品種以及產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的時間短等要求。鏜模法由于鏜模生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)周期長，不大能適應(yīng)這種要求，而臥式鏜孔卻能適應(yīng)這種要求。綜合以上的特點，本零件孔的加工采用臥式鏜床鏜孔。1.3蝸輪箱箱體加工定位基準(zhǔn)的選擇1.3.1粗基準(zhǔn)的選擇粗基準(zhǔn)選擇應(yīng)當(dāng)滿足以下要求：（1）保證各重要支承孔的加工余量均勻；（2）保證裝入箱體的零件與箱壁有一定的間隙；（3）保證和兩個孔相互位置要求。為了滿足上述要求，應(yīng)選擇變速箱的主要支承孔作為主要基準(zhǔn)。但是從蝸輪箱的零件結(jié)構(gòu)上看，兩個主軸孔作為主要基準(zhǔn)是不行的，為了能實現(xiàn)要求，在加工兩個孔的時候都選用底面作為基準(zhǔn)，以減少定位基準(zhǔn)不重合所帶來的精度誤差。也就是以底面和底面兩個孔限制6個自由度。因此，以后再用精基準(zhǔn)定位加工主要支承孔時，孔加工余量一定是均勻的。由于孔的位置與箱壁的位置是同一型芯鑄出的。因此，孔的余量均勻也就間接保證了孔與箱壁的相對位置。1.3.2精基準(zhǔn)的選擇從保證箱體孔與孔、孔與平面、平面與平面之間的位置。精基準(zhǔn)的選擇應(yīng)能保證蝸輪箱=1\*ROMANI在整個加工過程中基本上都能用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位。從蝸輪箱=1\*ROMANI零件圖分析可知，它的底平面與各主要支承孔平行而且占有的面積較大，適于作精基準(zhǔn)使用。但用一個平面定位僅僅能限制工件的三個自由度，如果使用典型的一面兩孔定位方法，則可以滿足整個加工過程中基本上都采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)定位的要求。至于前后和左右端面，雖然它是蝸輪箱=1\*ROMANI的裝配基準(zhǔn)，但因為它與蝸輪箱=1\*ROMANI的主要支承孔系垂直和平行。如果用來作精基準(zhǔn)加工孔系，在定位、夾緊以及夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計方面都有一定的困難，所以不予采用。1.4蝸輪箱=1\*ROMANI加工主要工序安排對于大批量生產(chǎn)的零件，一般總是首先加工出統(tǒng)一的基準(zhǔn)。蝸輪箱=1\*ROMANI加工的第一個工序也就是加工統(tǒng)一的基準(zhǔn)。具體安排是先以外圓表面定位粗、精加工底平面。第二個工序是加工定位用的兩個工藝孔。由于底平面加工完成后一直到蝸輪箱=1\*ROMANI加工完成為止，除了個別工序外，都要用作定位基準(zhǔn)。因此，底面上的兩工藝孔的需要鉸。由于M14的油孔要作為加工的螺孔自由度的限制，所以盡管它們在同一平面上，但是M14油孔要先的螺孔先加工出來。后續(xù)工序安排應(yīng)當(dāng)遵循粗精分開和先面后孔的原則。先粗加工平面，再粗加工孔系。螺紋頂孔在多軸組合鉆床上鉆出，因切削力較大，也應(yīng)該在粗加工階段完成。對于蝸輪箱=1\*ROMANI，需要精加工的是支承孔前后端平面。按上述原則亦應(yīng)先精加工平面再加工孔系。各螺紋孔的攻絲，由于切削力較小，可以安排在粗、精加工階段中分散進(jìn)行。加工工序完成以后，將工件清洗干凈。清洗是在的含0.4%—1.1%蘇打及0.25%—0.5%亞硝酸鈉溶液中進(jìn)行的。清洗后用壓縮空氣吹干凈。保證零件內(nèi)部雜質(zhì)、鐵屑、毛刺、砂粒等的殘留量不大于200mg。根據(jù)以上分析過程，現(xiàn)將蝸輪箱=1\*ROMANI加工工藝路線確定如下：方案一：工序1：粗銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具。工序2：鉆、鉸底面工藝孔。同樣以外圓作為基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序3：粗銑前后端面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序4：粗銑左右兩側(cè)面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序5：粗銑頂面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用X701銑床和專用夾具。工序6：精銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具工序工序7：精銑前后端面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序8：精銑左右兩側(cè)面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序9：粗鏜主軸孔，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。工序10：粗鏜主軸孔，同時鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。工序11：精鏜主軸孔，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。工序12：精鏜主軸孔，同時鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。工序13：鉆M14油孔。以內(nèi)孔和左端面定位，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序14：鉆M20吊環(huán)孔。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序15：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和左端面定位，同時以M14油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序16：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和底面左端面定位，同時以M20油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序17：清洗，選用清洗機(jī)清洗。工序18：檢驗入庫。方案二：工序1：粗銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具。工序2：鉆、鉸底面工藝孔。同樣以外圓作為基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序3：粗銑前后端面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序4：粗車左右兩側(cè)面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序5：粗銑頂面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用X701銑床和專用夾具。工序6：精銑底面。以外圓作為粗基準(zhǔn)，內(nèi)表面進(jìn)行夾緊。選用X701銑床和專用夾具工序工序7：精銑前后端面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序8：精銑車左右兩側(cè)面。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)。選用專用雙面組合銑床X364和專用夾具。工序9：粗鏜主軸孔，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。工序10：粗鏜主軸孔，同時鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。工序11：精鏜主軸孔，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用臥式鏜床T611。工序12：精鏜主軸孔，同時鏜孔和尺寸為的右端面，以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，同樣選用臥式鏜床T611。工序13：鉆M14油孔。以內(nèi)孔和左端面定位，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序14：鉆M20吊環(huán)孔。以底面和兩對稱工藝孔為基準(zhǔn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序15：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和左端面定位，同時以M14油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序16：鉆、攻孔。以內(nèi)孔和底面左端面定位，同時以M20油孔定繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，選用專用組合鉆床Z35和專用夾具。工序17：清洗，選用清洗機(jī)清洗。工序18：檢驗入庫。根據(jù)以上的分析，這兩個工序過程主要是左右端面的加工方法不同，根據(jù)零件圖的分析左右端面有一個凹坑，用雙面銑床不好加工，只好用車床，所以綜合以上的分析，選用第二種工藝程序。以上工藝過程詳見機(jī)械加工工藝過程綜合卡片（附表1）。PAGE102機(jī)械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的確定“蝸輪箱=1\*ROMANI箱體”零件材料采用灰鑄鐵制造。材料為HT200，硬度HB為170—241，生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)，采用鑄造毛坯。2.1加工余量的計算2.1.1頂面的加工余量根據(jù)工序要求，頂面加工分粗、精銑加工。各工步余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-23。其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。表3.2-27粗銑平面時厚度偏差取。精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-24，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。鑄造毛坯的基本尺寸為根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.1-21,鑄件尺寸公差等級選用IT7，鑄件尺寸公差為則：毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：粗銑后最大尺寸為：粗銑后最小尺寸為：精銑后尺寸與零件圖尺寸相同，即2.1.2四個底孔加工余量毛坯為實心，不沖孔。因為四個孔是用來固定箱體的，粗糙度不要求，但是這四個孔要做為以后加工其他面的定位基準(zhǔn)，所以要有一定的粗糙度要求，現(xiàn)設(shè)表面粗糙度要求為。參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-9，確定工序尺寸及加工余量為：鉆孔：擴(kuò)孔：（Z為單邊余量）鉸孔：（Z為單邊余量）鉸孔：2.1.3頂面的孔毛坯為實心，不沖孔。參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-9，現(xiàn)確定其工序尺寸及加工余量為：鉆孔：擴(kuò)孔：2.1.4前后端面加工余量根據(jù)工藝要求，前后端面分為粗銑、精銑加工。各工序余量如下：粗銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-23，其加工余量規(guī)定為，現(xiàn)取。精銑：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-24，其加工余量取為。鑄件毛坯的基本尺寸為，根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》表3.1-21，鑄件尺寸公差等級選用IT7?？傻描T件尺寸公差為。毛坯的名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：2.1.5前后端面上螺孔M8，螺孔M10，螺孔M14的加工余量毛坯為實心，鑄件。參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-20，現(xiàn)確定螺孔加工余量為：螺孔鉆孔：螺孔鉆孔：孔鉆孔：2.1.6鏜孔的加工余量根據(jù)工序要求，前后和左右端面配合孔加工分為粗鏜、精鏜兩個工序完成，各個工序余量如下：粗鏜：孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為。精鏜：孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為；孔，參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-48,其余量值為。鑄件毛坯的基本尺寸分別為：孔毛坯基本尺寸為；孔毛坯基本尺寸為；孔毛坯基本尺寸為。2.1.7兩側(cè)面加工余量由工序要求，兩側(cè)面需進(jìn)行粗、精銑加工。各工序余量如下：粗車：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-2，其余量值為2.5mm。精車：參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-5,其余量值規(guī)定為。鑄件毛坯的基本尺寸分別為：，。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用IT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差分別為。則兩側(cè)面毛坯名義尺寸分別為：毛坯最小尺寸分別為：毛坯最大尺寸分別為：2.1.8銑孔內(nèi)端面加工余量根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.2-25，只需進(jìn)行粗、精銑加工才能達(dá)到所需表面粗糙度要求及尺寸精度要求。參照《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表3.2-23，其余量值規(guī)定為，現(xiàn)取。鑄件毛坯的基本尺寸為。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊第1卷》[2]表2.3-11，鑄件尺寸公差等級選用IT7，再查表2.3-9可得鑄件尺寸公差為。毛坯名義尺寸為：毛坯最小尺寸為：毛坯最大尺寸為：其他各個面及控的加工余量照以上方式計算。3確定切削用量及基本工時3.1粗、精銑頂面機(jī)床：雙立軸圓工作臺銑床X701刀具：硬質(zhì)合金端銑刀（面銑刀）齒數(shù)3.1.1粗銑銑削深度：機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速：（式3.1）式中：————銑削速度————切削圓周直徑參照《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.4-81，取代入（式3.1）得：，取n=200r/min實際銑削速度：式中：n為轉(zhuǎn)速進(jìn)給量：（式3.2）式中：————每齒進(jìn)給量————齒輪齒數(shù)————主軸轉(zhuǎn)數(shù)每齒進(jìn)給量：根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]表2.4-73，取帶入（式3.2）得：工作臺每分進(jìn)給量：（式3.3）式中：————進(jìn)給量————主軸轉(zhuǎn)數(shù)代入（式3.2）得：：被切削層長度：由毛坯尺寸可知刀具切入長度：（式3.4）式中：————銑刀直徑————銑刀寬度表面之間的距離為30mm，底座的尺寸為：L=497mmB=462mm(2)鏜模板的尺寸也根據(jù)工件而定，其尺寸為：L=200mmB=70mmH=182mm(3)根據(jù)各孔的位置和精度要求，采用鏜套進(jìn)行加工來提高加工精度，下面對鏜套進(jìn)行設(shè)計選取。5.2.5鏜套，襯套的設(shè)計對各種套選擇的分析：孔的加工需要經(jīng)過長期的多次的鏜削，所以要有很好的潤滑和減少摩擦的鏜套裝置。所以選用滾珠軸承外滾式回轉(zhuǎn)式鏜套以減少鏜削時鏜桿與鏜套的摩擦。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊第2卷》[2]可以查得襯套，導(dǎo)套的種尺寸。圖5.3鏜套結(jié)構(gòu)圖表5.3鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHD公稱尺寸允差545365-0.010-0.0238075181.535382圖5.4固定襯套表5.4固定襯套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差50+0.016+0.0254558+0.039+0.0232.51夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見鏜孔夾具裝配圖所示。5.2.6定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。由于兩工藝孔沒有位置度公差，所以兩工藝孔的中心距。。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》[15]削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下：圖5.5兩銷定位尺寸關(guān)系圖（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差==（2）確定圓柱銷直徑及其公差（—基準(zhǔn)孔最小直徑）取f7所以圓柱銷尺寸為（3）削邊銷的寬度b和B（由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》[15]）（4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙（式5-3）其中：————基準(zhǔn)孔最小直徑————圓柱銷與基準(zhǔn)孔的配合間隙————基準(zhǔn)孔中心距偏差————定位銷中心距偏差代入（式5-3）得：（5）削邊銷直徑及其公差（6）、補(bǔ)償值（式5-4）式中：————基準(zhǔn)孔中心距偏差————定位銷中心距偏差————定位孔與定位銷最小配合間隙由前面的計算分析代入（式5-4）得：按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為。5.2.7定位誤差分析1基準(zhǔn)不重合誤差在加工過程中，定位基準(zhǔn)為底平面，設(shè)計基準(zhǔn)為中心線，所以基準(zhǔn)不重合，并且兩基準(zhǔn)的垂直距離為mm，有公差0.180mm的要求，另外根據(jù)給出的零件圖上這兩個主軸孔還有圓度公差的要求為0.015mm,故基準(zhǔn)不重合所帶來的誤差0.105mm。2一面兩銷定位誤差(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差（式5-5）式中：————圓柱銷孔的最大偏差————圓柱銷孔的最小偏差————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙代入（式5-5）得：==(2)轉(zhuǎn)角誤差（式5-6）式中：————圓柱銷孔的最大偏差————圓柱銷孔的最小偏差————圓柱銷定位孔與定位銷最小配合間隙————削邊銷孔的最大偏差————削邊銷孔的最小偏差————削邊銷定位孔與定位銷最小配合間隙其中：則代入（式5-6）得：則：5.2.8鏜削力與夾緊力計算根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]可查得：鏜削力計算公式為：圓周分力：（式5-7）式中：————切削深度————進(jìn)給量————材料硬度由前面計算和查表可得：，mm，代入得（式5-7）得：=6690.95N而徑向受力為：代入以上數(shù)據(jù)得：=394.92N在鏜削中受到的扭矩為：==25897.23N5.2.9夾具精度的計算夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：（1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。（2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。（3）因刀具相對夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。（4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk上式稱為誤差計算不等式，其中各項誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個，則只有在每個工序尺寸的誤差計算不等式都能滿足要求時，所設(shè)計的夾具才能保證加工要求。在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定以后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算，在是合計過程中，取鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。同時為了保證中心線與底面的平行度要求，鏜套中心線應(yīng)與夾具體底面平行，其平行度公差為0.02/100。(1)工件定位誤差△dw的確定根據(jù)前面定位誤差分析可得，誤差為+0.025mm。(2)夾具安裝誤差△a的確定因孔的的加工長度為260mm。故安裝誤差為:△a=260=0.052mm (3)對刀誤差△t的確定鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。所以：鏜孔，鏜套為42，鏜桿為42，△t=0.044mm。各項誤差按概率發(fā)相加，為：綜上所述,所設(shè)計的夾具能滿足加工精度要求。5.2.10夾具操作的簡要說明夾具的裝配圖見圖號JJZP-1，夾具的設(shè)計思路：根據(jù)需要鏜的孔分析，在零件圖的底面有四個工藝孔，所以在鏜的時候采取一面兩銷的定位，從裝配圖就可以分析得到，一面指的與夾具體14接觸的支撐面，同時用圓柱銷21和削邊銷23共同限制工件的6個自由度，夾緊用的是轉(zhuǎn)動壓板1進(jìn)行夾緊。下面對工件的裝卸進(jìn)行說明：工件在裝夾的時候，先把定位面放到工件的上面，用沉頭螺釘13使之與工件連接，放上圓柱銷21，同時放上削邊銷23在圓柱銷的對角，放上工件，且工件的兩個對角工藝孔和兩個銷相配合，擰緊螺母24使轉(zhuǎn)動壓板1對工件進(jìn)行夾緊，在工件的一邊立有鏜模支架22，用的是螺栓2和圓錐銷4與夾具體連接，在鏜模上裝有鏜套10，深溝滾子軸承8，并且用端蓋7和密封圈12把深溝滾子軸承固定在鏜模支架上，并且在鏜套上有開口的鍵槽和一個裝上一個鉤型鍵9，開口鍵槽主要是在進(jìn)刀的時候，刀尖能通過鏜套，另一個鉤型鍵9是與鏜桿上的槽相配合，在加工完的時候能順利的退刀。工件加工完以后，通過鏜套上的鉤型鍵和開口鍵槽退出鏜桿和鏜刀，擰松螺母24使轉(zhuǎn)動壓板松開，取出加工完的工件，裝夾下個待加工的工件。需要說明的是本夾具設(shè)計中的夾緊機(jī)構(gòu)，本夾具中的夾緊機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)動壓板1頂桿16和螺栓18，再加上套在螺栓上的彈簧25共同組成。工作原理是這樣的：螺栓和頂桿都一夾具體連接，彈簧套在螺栓上，在螺栓和頂桿上有一個轉(zhuǎn)動壓板相連，在需要夾緊的時候，只需要擰緊螺母24這樣就可以同過彈簧壓緊。在的時候松開的時候同樣也是擰松螺母24。5.3鏜組合鏜孔夾具設(shè)計本工序為鏜、和右端面的工序，為了保證其加工精度，在鏜孔前所有的表面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。面均已加工達(dá)到規(guī)定的尺寸和位置精度要求。5.3.1工件加工工藝分析這組工序加工的孔在零件上是由、和面組成的一個的長孔，但是這組孔都在一個水平線上，水平距離200mm為自由公差，其中孔的水平距離為75mm，孔水平距離為125mm，中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)，所以位置精度要還是高，靠臥式鏜床可以加工達(dá)到精度。鏜模要保證以下精度：中心線到另一主軸孔的中心線尺寸為，有偏差0.09的要求，孔內(nèi)壁粗糙度要達(dá)。5.3.2定位方案及定位元件設(shè)計根據(jù)零件結(jié)構(gòu)分析可得，因為工件底面是工件的設(shè)計基準(zhǔn)，也是裝配基準(zhǔn)。所以以底平面為主要的定位面，則采用經(jīng)典的一面兩銷定位，底面將限制工件Z方向的移動、X方向上的旋轉(zhuǎn)、Y方向上的旋轉(zhuǎn)三個自由度。一個圓柱銷限制X方向和Y方向的移動，另一個削邊銷則限制Z方向的轉(zhuǎn)動。這樣可以限制工件的六個自由度,實現(xiàn)完全定位。考慮到盡可能的減小工件裝夾時的轉(zhuǎn)角誤差，同時使工件能順利裝卸，故在工件的加工側(cè)面使用四個彈簧壓塊進(jìn)行壓緊。5.3.3夾緊方案及夾緊元件設(shè)計由于該工序為孔加工，在鏜削時，切向力垂直于底座，可以幫助工件夾緊。根據(jù)工件加工分析，孔有很長一段距離需要鏜削加工，所以軸向力只有用四個轉(zhuǎn)動彎壓板的夾緊力和工件自身的重力一起產(chǎn)生的摩擦力來克服。整個夾緊機(jī)構(gòu)采用轉(zhuǎn)動壓板式螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。四個轉(zhuǎn)動彎壓板采用標(biāo)準(zhǔn)件：壓板30320GB2178-80。5.3.4夾具體的設(shè)計（1）底座的長度根據(jù)工件的尺寸而定，工件的表面為光面，由于這是一個組合的夾具，所以根據(jù)零件和夾具體的具體情況來看，所以鏜孔鏜模與工件表面之間的距離為15mm，鏜孔鏜模與工件表面之間的距離為43mm，底座的尺寸為：L=462mmB=584mm（2）鏜模支架尺寸也根據(jù)工件而定，鏜孔其尺寸為：L=100mmB=126mmH=282mm鏜孔其尺寸為：L=100mmB=200mmH=332mm（3）根據(jù)各孔的位置和精度要求，采用鏜套進(jìn)行加工來提高加工精度，下面對鏜套進(jìn)行選取。5.3.5鏜套，襯套的設(shè)計對各種套選擇的分析：孔的加工需要經(jīng)過長期的多次的鏜削，所以要有很好的潤滑和減少摩擦的鏜套裝置。所以選用滾珠軸承外滾式回轉(zhuǎn)式鏜套以減少鏜削時鏜桿與鏜套的摩擦。根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊第2卷》[13]可以查得襯套，導(dǎo)套的各種尺寸。圖5.6鏜套結(jié)構(gòu)圖表5.6鏜鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHD公稱尺寸允差423550-0.009-0.0206260151.526302表5.7鏜鏜套結(jié)構(gòu)參數(shù)dHD公稱尺寸允差148108120+0.022+0.035140135182656532圖5.7固定襯套表5.8鏜襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差50+0.016+0.0254558+0.039+0.0232.51表5.9鏜襯套其結(jié)構(gòu)參數(shù)dHDC公稱尺寸允差公稱尺寸允差110+0.025+0.040108140+0.052+0.02732夾具體的設(shè)計主要考慮零件的形狀及將上述各主要元件聯(lián)成一個整體。這些主要元件設(shè)計好后即可畫出夾具的設(shè)計裝配草圖。整個夾具的結(jié)構(gòu)見鏜孔夾具裝配圖所示。5.3.6定位元件的設(shè)計本工序選用的定位基準(zhǔn)為一面兩孔定位，所以相應(yīng)的夾具上的定位元件應(yīng)是一面兩銷。因此進(jìn)行定位元件的設(shè)計主要是對短圓柱銷和短削邊銷進(jìn)行設(shè)計。由加工工藝孔工序簡圖可計算出兩工藝孔中心距。由于兩工藝孔沒有位置度公差，所以兩工藝孔的中心距。根據(jù)《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》[15]削邊銷與圓柱銷的設(shè)計計算過程如下：圖5.8兩銷定位尺寸關(guān)系圖（1）確定兩定位銷中心距尺寸及其偏差==（2）確定圓柱銷直徑及其公差（—基準(zhǔn)孔最小直徑）取f7所以圓柱銷尺寸為（3）削邊銷的寬度b和B（由《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》[15]）（4）削邊銷與基準(zhǔn)孔的最小配合間隙代入（式5-3）得：（5）削邊銷直徑及其公差（6）、補(bǔ)償值代入（式5-4）得：按定位銷一般經(jīng)濟(jì)制造精度，其直徑公差帶為，則削邊銷的定位圓柱部分定位直徑尺寸為。5.3.7定位誤差分析1基準(zhǔn)不重合誤差在加工過程中，定位基準(zhǔn)為底平面，設(shè)計基準(zhǔn)為中心線，所以基準(zhǔn)不重合，并且兩基準(zhǔn)的垂直距離為mm，有公差0.180mm的要求，另外根據(jù)給出的零件圖上這兩個主軸孔還有圓度公差的要求為0.015mm,故基準(zhǔn)不重合所帶來的誤差0.105mm。2一面兩銷定位誤差(1)移動時基準(zhǔn)位移誤差代入（式5-5）得：==(2)轉(zhuǎn)角誤差代入（式5-6）得：5.3.8鏜削力與夾緊力計算根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]可查得：（1）鏜孔的計算鏜削力計算公式為：圓周分力由前面計算和查表可得：，mm，代入（式5-7）得：=6690.95N而徑向受力為：代入以上數(shù)據(jù)得：=394.92N在鏜削中受到的扭矩為：==25897.23N（2）鏜孔的計算根據(jù)《機(jī)械加工工藝手冊》[1]可查得：鏜削力計算公式為：圓周分力由前面計算和查表可得：，mm，代入（式5-7）得：=8029.14N而徑向受力為：代入以上數(shù)據(jù)得：=394.92N在鏜削中受到的扭矩為：==37931.35N5.3.9夾具精度的計算夾具精度計算是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是檢驗夾具是否合乎零件加工要求。利用夾具在機(jī)床上加工工件時，機(jī)床、夾具、工件、刀具等形成一個封閉的加工系統(tǒng)，它們之間相互聯(lián)系，最后形成工件和刀具之間的正確位置關(guān)系，從而保證工序尺寸的要求。這些聯(lián)系環(huán)節(jié)中的任何誤差，都將以加工誤差的形式直接影響工件的加工精度，這些誤差主要有：（1）因工件在夾具中定位不準(zhǔn)確，使工件的原始基準(zhǔn)偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生工件定位誤差Δdw。（2）因夾具在機(jī)床上安裝不準(zhǔn)確，使夾具的安裝面偏離規(guī)定位置而產(chǎn)生夾具安裝誤差Δa。（3）因刀具相對夾具位置不準(zhǔn)確，或刀具與導(dǎo)向、對刀元件之間的配合間隙引起的導(dǎo)向或?qū)Φ墩`差Δt。（4）因機(jī)床精度、刀具制造精度和磨損，加工調(diào)整、加工變形等因素引起的與加工方法有關(guān)的加工方法誤差Δg。為了使夾具能加工出合格的工件，上述各項誤差的總和應(yīng)不超過工序尺寸（或位置要求）的公差Δk。即Δdw+Δa+Δt+Δg〈Δk上式稱為誤差計算不等式，其中各項誤差都是在工序尺寸方向上的分量，如果工序尺寸（包括位置精度要求）不止一個，則只有在每個工序尺寸的誤差計算不等式都能滿足要求時，所設(shè)計的夾具才能保證加工要求。在夾具設(shè)計中，當(dāng)結(jié)構(gòu)方案確定以后，應(yīng)對所設(shè)計的夾具進(jìn)行精度分析和誤差計算，在是合計過程中，取鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。同時為了保證中心線與底面的平行度要求，鏜套中心線應(yīng)與夾具體底面平行，其平行度公差為0.02/100。(1)工件定位誤差△dw的確定根據(jù)前面定位誤差分析可得，誤差為+0.025mm。(2)夾具安裝誤差△a的確定因孔的的加工長度為200mm。故安裝誤差為:△a=200=0.04mm(3)對刀誤差△t的確定(3)對刀誤差△t的確定鏜桿與鏜套的配合性質(zhì)為H7/h6。所以：鏜孔，鏜套為42，鏜桿為42，△t=0.0016mm。鏜孔，鏜套為110，鏜桿為110，△t=0.028mm。各項誤差按概率發(fā)相加，為：綜上所述,所設(shè)計的夾具能滿足加工精度要求。5.3.10夾具操作簡要說明夾具的裝配圖見圖號JJZP-2，夾具的設(shè)計思路：根據(jù)需要鏜的孔分析，在零件圖的底面有四個工藝孔，所以在鏜的時候同樣采取一面兩銷的定位，從裝配圖就可以分析得到，一面指的與夾具體18接觸的支撐面，同時用圓柱銷20和削邊銷22共同限制工件的6個自由度，夾緊用的是轉(zhuǎn)動壓板31進(jìn)行夾緊。下面對工件的裝卸進(jìn)行說明：工件在裝夾的時候，先把定位面放到工件的上面，用沉頭螺釘17使之與工件連接，放上圓柱銷20，同時放上削邊銷22在圓柱銷的對角，放上工件，且工件的兩個對角工藝孔和兩個銷相配合，擰緊螺母24使轉(zhuǎn)動壓板31對工件進(jìn)行夾緊，在工件的兩邊立有鏜模支架22和28，都用的是螺栓2和圓錐銷4與夾具體18連接，在左邊鏜模支架上裝有鏜套9，深溝滾子軸承7，并且用端蓋6和密封圈15把深溝滾子軸承固定在鏜模支架上22上，并且在鏜套上有開口的鍵槽和一個裝上一個鉤型鍵9，開口鍵槽主要是在進(jìn)刀的時候，刀尖能通過鏜套，另一個鉤型鍵8是與鏜桿上的槽相配合，在加工完的時候能順利的退刀。在右